ISP、IAP、ICP、JTAG、SWD的编程特点

 电子工程师都知道，半导体技术发展迅猛，带动了各种芯片技术的不断升级。在数据存储方面，从最初的掩膜ROM，发展到现在的Flash技术，存储技术的不断改进，相对应的编程技术也在不断发展。

        记得老一辈工程师在烧写51单片机的时候还是用一台硕大的编程器进行程序下载，而且还是一次性的(OTP)，每次都小心谨慎的把代码调试了又调试后才下载看效果。现在简单到只需一个串口下载器即可实现程序下载，基本不需要考虑编程次数的问题，一有想法随时编译下载更新。

 在这个发展过程中，也诞生了很多编程技术，比如ISP、IAP、ICP，另外还有JTAG编程、SWD编程、UART编程等等。玩单片机的对这些词应该都不陌生，但他们之间有什么区别呢？首先看下他们的定义：

        ISP：In System Programing，在系统编程

        ICP：In Circuit Programing，在电路编程

        IAP：In Application Programing，在应用编程

        JTAG编程：通过JTAG协议进行编程

        SWD编程：通过SWD协议进行编程

        UART编程：通过UART进行编程

        看似很乱，其实捋清楚他们之间的层次关系就不会乱了。用个图来形象表示一下：

从图上看，ISP和ICP是处于最顶层的技术。描述的是一种编程结构，所用使用到的协议、通信端口等，不同芯片有不同的定义。

        IAP在第二层，是一种编程方式。实现方式是将一段目标芯片可执行的代码通过某种通信协议下载到芯片RAM中并由芯片执行，由该代码实现具体操作以达到编程的目的。这种方式需要芯片支持通过某种通信协议对芯片的RAM进行读写并能控制其CPU。这是在编程结构下的一种编程方式，像AK100Pro、SmartPRO 5000U-Plus等烧录器，都用到了这种编程方式。

        最下面的是硬件通信协议，UART是最早应用在单片机里面的串行通信技术。JTAG和SWD是ARM内核芯片兴起之后，逐渐流行起来的，这三种技术描述的是编程过程中硬件层使用的通信协议，是最底层的一些技术规范。

        用一个表格来对比这几种通信协议的特性：

综合上面的内容，只要UART、JTAG、SWD这些硬件通信协议能保证电气连接的规范性和稳定性，那么ISP、IAP就能对芯片正确地编程。

进一步辨析一下ISP和IAP两个概念：

ISP：in system programming,写入器将code烧入,不过,芯片可以在目标板上,不用取出来,在设计目标板的时候就将接口设计在上面,所以叫"在系统编程",即不用脱离系统;
IAP: in applicatin programming 在应用编程,有芯片本身(或通过外围的芯片)可以通过一系列操作将code写入,比如一款支持Iap的单片机,内分3个程序区,1作引导程序区,2作运行程序区,3作下载区,芯片通过串口接收到下载命令,进入引导区运行引导程序,在引导程序下将new code内容下载到下载区,下载完毕并校验通过后再将下载区内容复制到2区,运行复位程序,则Iap完成;

什么是ISP: 
用写入器将code烧入,不过,芯片可以在目标板上,不用取出来,在设计目标板的时候就将接口设计在上面,所以叫"在系统编程",即不用脱离系统; 
什么是IAP: 
在应用编程,有芯片本身(或通过外围的芯片)可以通过一系列操作将code写入,比如一款支持Iap的单片机,内分3个程序区,1作引导程序区,2作运行程序区,3作下载区,芯片通过串口接收到下载命令,进入引导区运行引导程序,在引导程序下将new code内容下载到下载区,下载完毕并校验通过后再将下载区内容复制到2区,运行复位程序,则Iap完成;

应用场合: 
1,ISP 程序升级需要到现场解决,不过好一点的是不必拆机器了; 
2,IAP 如果有网管系统的话,用网管下载一切搞定,人不用跑来跑去, 
这可能是他们的优点或应用吧

在线编程目前有两种实现方法：在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）。ISP一般是通过单片机专用的串行编程接口对单片机内部的Flash存储器进行编程,而IAP技术是从结构上将Flash存储器映射为两个存储体,当运行一个存储体上的用户程序时,可对另一个存储体重新编程,之后将控制从一个存储体转向另一个。ISP的实现一般需要很少的外部电路辅助实现,而IAP的实现更加灵活,通常可利用单片机的串行口接到计算机的RS232口,通过专门设计的固件程序来编程内部存储器。 ISP和IAP很相似，都是不需要把芯片从板子上拔出来，就达到了用PC-MCU的编程接口（JTAG、串口、双绞线、SPI等）搞定新版本的升级的目的。MCU内部都是首先执行一段独立的Boot代码（这段Boot代码一般是出厂预置，或使用编程器烧录的，通常只有1k或4k，SST通常是占用一块独立的Block，Philips通常是让BootROM地址与其他Flash重叠，以达到隐藏的效果），Boot负责控制擦除程序存储器及给程序存储器编程的代码（或是处理器外部提供的执行代码），然后通过某种与PC计算机的通信方式（如，ether网口），将用户指定的某个在PC上编译完成的MCU可运行的二进制代码文件编程入MCU内的程序存储器。

ISP和IAP最大的不同是：由谁来触发。

ISP有4种触发方式：
1.由外部硬件电路：如VDD保持高电平，给RST连续3个脉冲；
2.检测状态位：如ISPEN，为0时PC指针从0000H开始执行；为1时，通过“引导向量”计算出“ISP代码”的位置。每次复位后都会检测该状态位；
3.中止控制符信号触发芯片复位：中止控制符信号就是指在异步串行口的接收脚上出现长 达一帧长度的低电平，这里一帧的长度与异步串行口的工作模式有关。
4.直接调用ISP：用户程序也可以调用，但是很危险。

4种方式的目的是相同的——进入ISP子程序，比如Philips出厂的ISP子程序在1E00H-1FFFH，只要能引导PC指针指向1E00H就可以了。

而进入ISP代码的目的是：进入BootROM。

IAP的触发比较简单一些，没有外部触发。通过一些指示位（SST为SC0/SC1、SFCF[1,0]；Philips为一段IAP子程序，保存在FF00H～FFFFH地址空间中），达到引导到BootROM的目的。

殊途同归，ISP、IAP所进入的BootROM里面驻留的Boot代码，才是最终目标。

最后一种：并行编程模式。不需要BootROM，直接设置芯片的多个引脚来让芯片识别命令（如：擦除、写入、验证等），从P口传地址、数据，就可以写入Flash

用LPC2000的IAP，你自己分配好FLASH空间，指定一个BLOCK用来存放你的数据，然后通过IAP进行写操作。每次开机后，从这个BLOCK读你的数据